科学家研制出一复合材料 有望应用可穿戴设备供电

记者从中国科学院金属研究所获悉，该所研究员邰凯平课题组、刘畅课题组与合作者近期研制出一种高性能碲化铋/单壁碳纳米管柔性热电材料。该材料具有优异的弯曲柔性力学性能，能满足贴合任意曲率热源——如人体皮肤等的需求，有望应用于可穿戴电子产品供电。

相关研究成果已于近日在国际学术刊物《自然—材料》(Nature Materials)在线发表。

(碲化铋/单壁碳纳米管复合自支撑热电薄膜材料生长结构示意图，中国科学院金属研究所供图)

所谓热电材料，是一种不需任何外力即可将热能与电能相互转换的绿色能源材料，可利用生活、生产中的废热发电，被广泛应用于温差电池供电、微系统芯片控温制冷等领域。传统的热电材料如碲化铋由于在实际应用中无法紧密贴合具有复杂曲率变化的热源表面，导致热量散失和较低的热电转化效率;同时也难以适应热电器件日趋微型化和高度集成化发展的需要。因此，高性能柔性热电材料的研发已成为该领域研究的重点和难点。

据邰凯平、刘畅团队介绍，此次研发的复合材料，具有良好的弯曲柔性与自支撑结构，可使用离子束、飞秒激光等微纳加工方法，将其裁剪成任意几何形状，有利于灵活方便地制备各种结构的热电器件，甚至可以通过静电力等非接触式方法操控该复合热电材料。

(碲化铋/单壁碳纳米管复合材料经飞秒激光裁剪后呈现良好弯曲柔性和伸展性，中国科学院金属研究所供图)

来自中国科学院金属研究所的消息显示，研究表明该复合材料的制备原理和技术，可同样适用于其他具有弱范德华力连接的层状结构半导体材料体系，在柔性半导体材料和器件领域具有广泛的应用前景。